Vitro Sıçanlarda kolon Afferent liflerinin Elektrofizyolojik özellikleri karakterizasyonu
Summary
Anormal duyusal fonksiyonu altında yatan visseral ağrı ve diğer semptomlar işlevsel ve enflamatuar barsak hastalıkları. Bir ex vivo sıçan colorectum hazırlık kolon afferent sinirlerin Elektrofizyolojik kayıt için bir protokol burada sunulmaktadır.
Abstract
Disfonksiyon kolon duyusal sinir işlevsel ve enflamatuar barsak hastalıkları ve diyabet gibi birçok ortak koşulları Patofizyoloji karıştığı olmuştur. Burada, kolon afferents Sıçanlarda Elektrofizyolojik özellikleri vitro karakterizasyonu için bir protokol açıklayın. Colorectum bağlı, bozulmamış pelvik gangliyon (PG) ile sıçan gelen kaldırılır; carbogenated kayıt odasında Krebs çözüm ile superfused; ve distansiyonu için izin vermek için oral ve anal ucunda cannulated. PG yayılan bir iyi sinir paket tanımlanır ve multiunit afferent sinir faaliyet emme bir elektrot kullanarak kaydedilir. Distansiyonu kolon segmentin kademeli multiunit deşarj artışlar ortaya çıkarır. Düşük eşikli, yüksek eşikli ve geniş dinamik sıra afferent lifleri ayırmak için asıl bileşen analizi yapılır. Kolon afferents kimyasal duyarlılık testi bileşikler banyo veya intraluminal yönetim okudu olabilir. Bu iletişim kuralı uygulama için diğer türler, fare ve eskiden şiling şimdi pigs gibi ve thoracolumbar/hypogastric ve Lumbosakral/pelvik afferents inen kolon normal Elektrofizyolojik özelliklerindeki farklılıklar çalışmaya değiştirilebilir ve patolojik durum.
Introduction
Gastrointestinal sistem (GIT) zengin dışsal afferent sinir duyusal gut merkezi sinir sistemi için sinyalleri iletmek ve bu gut-beyin etkileşimine katkıda innervated. Bu dışsal afferents değişmiş uyarılabilirlik, hem de değiştirilmiş merkezi işlem afferent girdilerin visseral ağrı ve diğer semptomlar işlevsel ve enflamatuar barsak hastalıkları1de dahil olmak üzere GI koşullardan altında yatan. Colorectum gelen duyusal bilgileri öncelikle thoracolumbar/hypogastric ve Lumbosakral/pelvik sinirler (PN)2ile aktarılmaktadır. Kemirgen hastalık modelleri bu birincil afferent liflerinin Elektrofizyolojik özellikleri eğitim artan bir ilgi oluştu. Ancak, in vivo Elektrofizyolojik kayıtları Rodents kolon afferents teknik bir sorundur ve önemli cerrahi becerileri gerektirir. Buna ek olarak, hemodinamik değişiklikler, doku hareketi ve anestezi de sinir etkinliği ve hassasiyetini uyaranlara vivo içindetest etmek için bazı etkileri olur. Bu nedenle, son yıllarda, farklı tür, dahil olmak üzere fare, rats, eskiden şiling şimdi pigs ve insanlar, vitro (ex vivo) hazırlıkları içinde kolon duyusal iletim mekanizmaları incelemek için çalışmalar giderek artan sayıda istihdam afferents ve hastalık koşullarında değişmiş uyarılabilirlik. 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8
Ex vivo kolon hazırlık iki tür öncelikle bildirilmiştir: “düz sayfalık” hazırlık5,9,10 ve “tüp” hazırlık3,4. Video iletişim kuralı “düz sayfalık” fare colorectum hazırlık için daha önce yayımlanmış11oldu. Bu protokol, fare colorectum ile PN) veya lomber splanchnic sinirler (SSN) bağlı, hasat ve superfused bir doku odasında. Colorectum boyuna ikiye ayıracağım ve sinir demeti parafin yağı ile dolu bir kayıt bölme içine genişletilir. Sinir faaliyet monopolar Platin-iridyum elektrot kullanarak kaydedilir. Protokol bireysel afferent liflerinin alıcı alanları tanımlanması için tarafsız elektriksel stimülasyon kullanarak sağlar. Kimyasal uyaranlara uygulanması, hem de uygulamanın farklı mekanik stimülasyon paradigmaların yerelleştirir (Örneğin, Fokal Mukozal sondalama ve çevresel streç), afferent sinir uçlarının için. Sinir doku odasından ayrı bir odaya genişlemelidir çünkü bağlı sinir nispeten uzun tutmak için önemlidir; sinirleri başarılı diseksiyon Bu metodoloji yeni bu bir meydan okuma teşkil. Daha yakın zamanlarda, Nullens ve ark. Mezenterik afferents in vitro kayıt için video bir protokol fare jejunal ve kolon kesimleri12yayınlandı. Bu “tüp” hazırlanmasında bağlı bıçaklanmasından gut segment bozulmamış, böylece kademeli distansiyonu ve farklı kimyasallar içi ve ekstra luminal Yönetim için izin tutulur. Bıçaklanmasından sinir doku yakın konumlandırılmış olabilir, bir emme elektrot kullanarak kaydedilen bu yana bıçaklanmasından sinir nispeten kısa olsa bile afferent etkinlik kaydedilebilir. Ancak, bıçaklanmasından sinir değişir innervate Vagus ve omurga afferent liflerinin karışık nüfus oluşur veya thoracolumbar hypogastric. Lumbosakral pelvik afferents bu protokol için ayrımcılık colorectum innervate. Burada, sıçan kolon afferents “tüp” colorectum hazırlık ile sağlam bir PG kullanarak Elektrofizyolojik kayıt için detaylı bir iletişim kuralı mevcut Bu yöntem lomber fonksiyonel özelliklerini karakterizasyonu için splanchnic izin verebilir (hypogastric) ve Lumbosakral pelvik afferents.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada sunulan sıçan kolon afferents Elektrofizyolojik özelliklerini değerlendirmek için nispeten basit bir deneysel yöntem protokolüdür. İletişim kuralından (doku diseksiyon) kadar sinir kayıt ayarı genellikle tamamlamak için yaklaşık 2 saat sürer. Doku toplama (Adım 3) ve emme elektrot (5. adım) hazırlanması önemli adımlardır. PG, SSN ve PN bulun ve sinirler ve sinir dokusu diseksiyon sırasında zarar vermemeye dikkat çekmek için önemlidir. Cam pipet ucu kırık ve sinir paket ile uyumlu bir…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu iletişim kuralı araştırma hibe Ulusal Doğa Bilimleri Foundation of China (#31171066, #81270464) ve Sino-Alman bilim merkezi (GZ919) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Sodium Pentobarbital | Shanghai Westang Bio-Tech | B558 | |
| Capsaicin | Sigma | M2028 | |
| Electrode puller | MicroData Instrument Inc | PMP107 | |
| Neurolog System (Bioamplifier) | Digitimer, Ltd | Neurolog System | |
| A/D converter | Cambridge Electronic Design | Micro1401 | |
| Data processing software | Cambridge Electronic Design | Spike2 version 6 | |
| Silver wire | World Precision Instruments | EP12 | |
| Glass tubes | World Precision Instruments | 1B150-4 | |
| Electrode holder | World Precision Instruments | MEH3SBW | |
| Heating bath | Grant | GR150 | |
| Dissecting microscope | Leica | Zoom2000 | |
| Dissecting microscope | World Precision Instruments | PZMIII-BS | |
| Cigarette lighter | any | NA | |
| Surgical tools | World Precision Instruments | NA | |
| Insect pins | home-made from 0.1 mm stainless steel wire | NA | |
| Three way manipulator | World Precision Instruments | KITF-R | |
| Rats | Any | NA | Any strain/sex can be used. |
References
- Al-Chaer, E. D., Traub, R. J. Biological basis of visceral pain: recent developments. Pain. 96 (3), 221-225 (2002).
- Christianson, J. A., Traub, R. J., Davis, B. M. Differences in spinal distribution and neurochemical phenotype of colonic afferents in mouse and rat. J Comp Neurol. 494 (2), 246-259 (2006).
- Wynn, G., Rong, W., Xiang, Z., Burnstock, G. Purinergic mechanisms contribute to mechanosensory transduction in the rat colorectum. Gastroenterology. 125 (5), 1398-1409 (2003).
- Dong, L., et al. Impairments of the Primary Afferent Nerves in a Rat Model of Diabetic Visceral Hyposensitivity. Mol Pain. 11, (2016).
- Lynn, P. A., Blackshaw, L. A. In vitro recordings of afferent fibres with receptive fields in the serosa, muscle and mucosa of rat colon. J Physiol. 518 (Pt 1), 271-282 (1999).
- Page, A. J., et al. Different contributions of ASIC channels 1a, 2, and 3 in gastrointestinal mechanosensory function. Gut. 54 (10), 1408-1415 (2005).
- Hockley, J. R., et al. P2Y Receptors Sensitize Mouse and Human Colonic Nociceptors. J Neurosci. 36 (8), 2364-2376 (2016).
- Peiris, M., et al. Human visceral afferent recordings: preliminary report. Gut. 60 (2), 204-208 (2011).
- Feng, B., Gebhart, G. F. Characterization of silent afferents in the pelvic and splanchnic innervations of the mouse colorectum. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 300 (1), G170-G180 (2011).
- Feng, B., et al. Activation of guanylate cyclase-C attenuates stretch responses and sensitization of mouse colorectal afferents. J Neurosci. 33 (23), 9831-9839 (2013).
- Feng, B., Gebhart, G. F. In vitro Functional Characterization of Mouse Colorectal Afferent Endings. J Vis Exp. (95), e52310 (2015).
- Nullens, S., et al. In Vitro Recording of Mesenteric Afferent Nerve Activity in Mouse Jejunal and Colonic Segments. J Vis Exp. (116), (2016).
- Rong, W., Hillsley, K., Davis, J. B., Hicks, G., Winchester, W. J., Grundy, D. Jejunalafferent nerve sensitivity in wild-type and TRPV1 knockout mice. J Physiol. 560 (Pt 3), 867-881 (2004).
- Brierley, S. M., et al. Differential chemosensory function and receptor expression of splanchnic and pelvic colonic afferents in mice). J Physiol. 567 (Pt 1), 267-281 (2005).
- Brierley, S. M., Jones, R. C. 3. r. d., Gebhart, G. F., Blackshaw, L. A. Splanchnic and pelvic mechanosensory afferents signal different qualities of colonic stimuli in mice. Gastroenterology. 127 (1), 166-178 (2004).
- La, J. H., Schwartz, E. S., Gebhart, G. F. Differences in the expression of transient receptor potential channel V1, transient receptor potential channel A1 and mechanosensitive two pore-domain K+ channels between the lumbar splanchnic and pelvic nerve innervations of mouse urinary bladder and colon. 神经科学. 186, 179-187 (2001).
- Wang, G., Tang, B., Traub, R. J. Differential processing of noxious colonic input by thoracolumbar and lumbosacral dorsal horn neurons in the rat. J Neurophysiol. 94 (6), 3788-3794 (2005).
